冷凍干燥機在凍干疫苗上的研究

四環福瑞科儀科技發展（北京）有限公司

    凍干機廣泛用在醫學、制藥、生物研究和生物制藥、中藥材、西藥針劑等領域。經冷凍干燥處理的藥品易于長期保存，加水后能恢復到凍干前狀態并保持原有生化特性。制藥冷凍干燥機可用于血清、血漿、疫苗、酶、抗生素、激素等藥品的生產；由于真空冷凍干燥具有其它干燥方法*的優點，因此該制藥技術受到人們的青睞，在醫藥的應用已日益廣泛，真空冷凍干燥技術也為保存生物活性提供了良好的解決途徑。

    凍干疫苗，即利用致病微生物經傳代或基因改造的方式，在不破壞原有免疫原性的基礎上使該致病微生物無致病性。將失去致病性的病原微生物經擴增后將培養液放入凍干機中，經低溫，增加凍干機內真空度的方法，使培養液中的水分以升華的方式分離，制成保持原有微生物免疫原性的干粉，即為凍干疫苗。采用凍干而不是烘干的方式，目的是為了避免因溫度過高而導致的因蛋白質變性而破壞微生物的免疫原性。凍干疫苗在使用時，須用稀釋液稀釋至一定倍數后進行注射。凍干疫苗使用的凍干機除需具備先進的凍干技術外，還應當具備安全性、可靠性、適用性和經濟性的性能指標。

    四環福瑞科儀科技發展（北京）有限公司設計生產的中試型系列凍干機（型號為LGJ-50E/80E/100E/120E）適合凍干疫苗，該型設備凍干倉和冷阱為兩個獨立的腔體，凍干倉中的擱板帶制冷功能，物料置入凍干腔后，物料的預凍、干燥過程無需人工操作，是進行凍干疫苗的理想選擇。

凍干機型號為：LGJ-50E/80E/100E/120E

一、該型號系列凍干機的主要特點

1、控制軟件系統為安卓系統，凍干過程均有可編程程序自動控制，可實時切換為人工操作，實現凍干過程全程參數控制，在運行過程中系統自動監控檢測并記錄儲存相關數據，也可通過標配遠程系統進行監控，儲存多個固定或自定義程序，可數字密碼簽名；

2、連續記錄實時數據，繪制凍干曲線，每分鐘存儲一次數據，具備USB數據存儲串口；

3、控制系統人機界面設備符合NEMA（電氣制造業協會）防護規定和歐洲CE電氣認證標準；

4、系統配有各種傳感器，實時記錄顯示真空度、冷阱溫度、物料溫度、擱板溫度，運行錯誤報警可在運行過程中溫度和壓力出現異常時即時報警并主動保護運行安全穩定；

5、與生產型機器設計原理和制造形式高度接近，部件表面處理符合或高于相關國家和行業規定；

6、凍干自動控制系統凍干過程升溫和降溫均采用PID控制，可自動實現對物料反復預凍、速凍和慢凍；

7、中間介質循環技術：擱板梯度控溫，特殊工藝流程制造保證板層溫度均一、可控性強，板層平整，冷熱量傳導良好，提高凍干效率；

8、外置冷阱提高設備的捕水能力，減少凍干過程中冷阱溫度對物料的干擾，保證物料凍干質量一致和實驗數據穩定，提高凍干效率，降低能源損耗；

9、采用進口壓縮機雙機復疊制冷技術，標準綠色環保冷媒，制冷迅速，冷阱溫度低，捕水能力強；

10、中設備凍干前準備和凍干結束后關閉凍干室與捕水室之間管路的蝶閥，可保證物料在潔凈環境中進行裝卸和產品預凍，凍干后可測控判定物料凍干是否結束（選配），提高設備凍干效率；

11、具有自動化霜功能；

12、復壓摻氣系統：減少樣品二次污染，可回填氮氣或惰性氣體；

13、壓塞方式：電動；

14、提供潔凈室安裝解決方案；

15、真空度全程自動控制，可選配真空度調節功能；

16、選配共晶點測試功能，更好的優化樣品升華工藝；

17、選配上位機控制。

※ 達標冷阱溫度： ≤-80℃ （空載，環境溫度 ≤30℃）     

※ 極限冷阱溫度： ≤-83℃ （空載，環境溫度 ≤25℃）   

※ 達標真空度： ≤10Pa（空載）

※ 極限真空度： ≤1Pa（空載）

※擱板降溫速率：20℃降至-40℃≤60min（空載）

※冷阱降溫速率：20℃降至-40℃≤30min（空載）

※真空抽氣速率：標準大氣壓降至10Pa≤20min（空載）

※擱板控溫范圍：-50℃～+70℃

※電源要求：AC380V 50Hz 三相五線制或AC220V 50Hz

※ 適用環境：≤30℃  

二、冷凍干燥參數的確定和控制

    生物制品的冷凍干燥產品要求有一定的物理形態、均勻的顏色、合格的殘水含量、良好的溶解性、高的存活率或效價、長的保存期。因此不僅要對原材料的配制和凍干后的密封保存進行控制，更重要的是對凍干過程每一階段各參數進行全面監控，以獲得良好的凍干產品。

    凍干過程的參數主要是溫度、壓強和時間三要素，即預凍階段、升華階段、解吸階段三個階段。在預凍階段過程中，一般采用速凍對物料進行凍結,所產生的冰晶體較小,在升華過程中較易除去。采用在長時間慢凍工藝(時間≥10- 12h) 下預凍，在低工作壓力(≤20Pa)、低升華溫度（≤25C)下進行物料的升華干燥。物料在低溫下進行干燥，冰晶迅速的升華,縮短了升華干燥時間；采用較高的解吸溫度(≥50C )，縮短了解吸干燥的時間,降低了含水量。確定冷凍干燥參數的主要依據是產品的品種和凍干機的性能，其次也要考慮到總裝量，每瓶內的裝量和厚度、容器的種類，產品是放在盤內干燥還是直接放在板層上干燥，瓶口是否帶有塞子等。

三、凍干疫苗保護劑

    在冷凍干燥的液體制品中，除了那些有活性、有生命或有治療效果的成分之外，統稱為凍干保護劑。有些液體制品能單獨地進行冷凍干燥，但也有些液體制品進行冷凍干燥往往不易成功。為了使某些制品能成功地進行冷凍干燥，改善凍干產品的溶解性和穩定性，或使凍干產品有美觀的外形，需要在制品中加入一些附加物質，它們就是保護劑。保護劑的范圍相當寬廣，品種繁多，對于不同的凍干制品沒有一個保護劑的通用配方，每種產品的適宜保護劑需通過反復的試驗才能確定。

四、保護劑有以下作用

1、細菌和病毒需要在特定的培養介質中生長繁殖，但這些培養介質與細菌和病毒往往難以分離，他們一般能成功地冷凍干燥在這些培養介質中。

2、有些活性物質濃度極小，干物質含量極小，在冷凍干燥時已經干燥的物質會被升華的氣流帶走。

3、有些活性物質特別脆弱，在冷凍和干燥時由于物理或化學原因會受到危害，因此需加入一些保護劑，以減少在冷凍和干燥時的損害。

4、加入某些物質可以提高產品的崩解溫度，以得到良好的產品，并容易凍干。

5、為了改變產品貯藏的穩定性，提高貯藏溫度，增加貯藏時間，它們是抗氧化劑類。